bkb metals

звоните:

(+371) 67-67-67-24
(+371) 67-67-67-21
Контактная информация


пишите:
biz@metalucentrs.lv

Есть вопросы?

Задайте их по телефону
(+371) 67-67-67-24
(+371) 67-67-67-21

по электронной почте
biz@metalucentrs.lv

или прямо здесь:
Задать вопрос

От раннего железа к трубчатым стальным конструкциям

В западном мире железо впервые стали использовать в Древней Греции, а в отдельных храмах балками из коленного железа укрепляли антаблемент. В дальнейшем железо не использовалось до Средневековья, когда железными компонентами иногда покрывали колонны соборов.

Первые научные исследования железных труб были сделаны Эдме Мариоттом в 1660 году. Ему было поручено спроектировать водопроводы для дворцов Версаля, и он провел испытания на растяжение и изгиб, чтобы определить прочность материала. Правда, до восемнадцатого века железо редко пытались использовать в конструкциях. Из-за низкой производственной мощности и сложности изготовления более крупных деталей, железо все еще было редким и дорогим материалом, его наиболее популярным применением было производство оружия, где железо использовалось для винтовок и орудийных бочек. Выплавка железа была зависима от древесного угля, который имел тенденцию рассыпаться в печи, таким образом, ограничивая масштаб работы, но в 1709 году нововведение Абрахама Дарби обеспечило более благоприятное и эффективное топливо для процесса плавки. Превращение угля в кокс (или каменный уголь) дало возможность производить более дешевый чугун в больших количествах. Производство больших объемов стало приемлемым и, в плане расходов, более выгодным, использование чугуна для более широкого спектра компонентов стало применяться в строительстве. Правда, только в восемнадцатом веке, когда началась промышленная революция, железо в Соединенном Королевстве стало общепризнанным материалом для несущих конструкций, где оно использовалось для колонн.

Железные колонны были намного стройнее, чем каменные или каменная кладка, использовавшаяся раньше. Известно, что первые чугунные колонны были установлены в 1706 году Кристофером Реном в Палате представителей в Лондоне. В течение столетия многие хлопковые фабрики Англии строились с использованием внутренней рамы из чугунных колонн и балок, что улучшало огнестойкость здания по сравнению с традиционными деревянными каркасами. Используемые в таких конструкциях колонны, часто были полыми, в основном для сохранения литейного материала и веса. Еще одним ярким примером ранних конструкций из чугуна, служит построенный в 1779 году, Коллбрукдальский железный мост. В 1793 году Генри Корт использовал пудлинговую печь для плавки железной руды, где расплавленный переработанный чугун был освобожден от углерода. Результатом стало каленое железо, материал с улучшенными характеристиками растяжения и эластичностью. При введении этих инноваций расширилась возможность создавать из железа металлические пластины, стержни, рельсы и другие открытые профиля в непрерывном процессе производства, заменяя серийные отливки. Горячие каленые заклепки позволили слесарям соединять различные открытые ковкие железные профиля, сделав, таким образом, возможным создание более крупных и более сложных железных конструкций. Они были не только более безопасными, но и хорошо абсорбировали вибрации от большой динамической нагрузки. При быстром развитии строительства, старых структур и инфраструктуры уже не было достаточно. Производство стало подчинено новым требованиям, а новые заводы с повышенной эффективностью расширяли использование железа для строительства железнодорожных станций и более длинных мостов. Прогрессивные проектировщики и инженеры строительных конструкций, даже не имея опыта и аналитических инструментов, с энтузиазмом приняли железо. Использование железа в зданиях быстро возрастало с развитием индустриализации и прогрессом научного исследования. Это было решающим фактором для изменения курса архитектуры XIX века.

Яснее, чем сугубо архитектурная составляющая, новые тенденции этого периода показала инженерия строений. Пример можно наблюдать в теплицах того времени, построенных как филигранные конструкции из механически изготовленных основных конструкционных и вторичных элементов остекления с очень тонкими наполнителями. В плане конструкции, это не было особенно экспериментальным, но впечатление от промышленно изготовленной полностью прозрачной оболочки оказалось диаметрально противоположным доминирующей архитектуре. Разработка более мелких элементов и компонентов привело к использованию трубчатых ковких железных элементов в салоне Quy's Garden Palma House в Лондоне, спроектированным и построенным в 1848 году Децимом Бертоном и Ричардом Тернером. Здесь трубчатые элементы соединяют все детали с внутренними предварительно натянутыми ковкими железными прутьями, что делает конструкцию более стабильной. Стеклянные оболочки стали свидетельством изменений, произошедших в обществе благодаря индустриальной революции, однако общество, по большей части, запечатлело себя в камне.

Хрустальный дворец был кульминацией технологий строительства 19-го века. Джозеф Пэкстон спроектирован и построен в качестве выставочного здания для первой всемирной выставки в Гайд-парке, Лондон, в 1850 г., 145 метров в ширину и 563 метров в длину, строение является ярким примером использования особо спроектированных и массово произведенных стандартизированных строительных компонентов. Здание было построено в течение всего девяти месяцев, используя практику «проектирования и строительства» того времени. После успешной стандартизации в этом проекте, промышленное производство на заводах распространилось по всему Соединенному Королевству, и последующая эффективность сборки, как кажется, до сих пор остается непревзойденной. Хотя превосходная прочность полых балок была признана ранее, в последней четверти XIX века были завершены более обширные исследования о прочности материалов в отношении площади их поперечного сечения.

Сэр Уильям Фэйрбэрн был первым инженером, который экспериментировал с поперечными сечениями трубчатых железных балок, чтобы построить длинный железнодорожный мост. Благодаря этой работе он помог главному инженеру Роберту Стивенсону в дизайне моста Конвей. Строительство этого моста наряду с теоретическими знаниями математика Ходжкинсона стало серьезным скачком в понимании прочности конструкций инженерного строительства. Тесты образцов показали не только общую жесткость, прочность и стабильность полого моста, но также и прочность деталей железных пластин и различных типов клепаных соединений. Наука строительного проектирования совершенствовалась, чтобы найти наиболее экономичный тип строительства, не ради качества конструкции, но из-за растущей экономической конкуренции. Многие контракты были составлены в соответствии с принципом «проектируй и строй» и им сопутствовало самое дешевое предложение.

Эта ситуация в изменившейся форме повторяется в нашем текущем бизнесе, с главным отличием в том, что архитектор как потребитель теперь оказывает значительное влияние на форму компонентов. Производители проводили множество экспериментов с использованием различных прокатанных профилей из каленого железа, чтобы найти наиболее выгодные, в отношении прочности и веса, балки. В результате этих экспериментов разработаны кабелепроводы с трубчатыми поперечными сечениями. Из первоначального полого прямоугольного сечения, состоящего из сплавленных угловых профилей, прямоугольное поперечное сечение постепенно превращалось в прокатанную круглую трубку. Металлические и стальные изделия стали неотъемлемой частью строительных и архитектурных проектов. В свою очередь, используемая в наше время круглая металлическая труба, которая применяется, как в качестве водопровода, так и в качестве газопровода, вместе с другими металлическими и стальными изделиями, представляет собой результат развития использования железа, которое стало неотъемлемой частью строительной инженерии и строительного проектирования в наши дни.